石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如右图所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。（1）该晶胞的碳原子个数。（2）写出晶胞内各

Question

石墨晶体由层状石墨“分子”按 ABAB 方式堆积而成，如右图所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。

（ 1 ）该晶胞的碳原子个数         。

（ 2 ）写出晶胞内各碳的原子坐标。

                                             

（ 3 ）已知石墨的层间距为 334.8 pm ， C － C 键长为 142 pm ，计算石墨晶体的密度为            。

石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时发生下述反应： Li _{1 － x} C ₆ ＋ x Li ^＋ ＋ x e ^－ → LiC ₆   其结果是， Li ^＋ 嵌入石墨的 A 、 B 层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为 LiC ₆ 的嵌入化合物。

（ 4 ）右图给出了一个 Li ^＋ 沿 C 轴投影在 A 层上的位置，试在右图上标出与该离子临近的其他 6 个 Li ^＋ 的投影位置。

（ 5 ）在 LiC ₆ 中， Li ^＋ 与相邻石墨六元环的作用力属何种键型？       

（ 6 ）某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个 Li ^＋ ，写出它的化学式。         

锂离子电池的正极材料为层状结构的 LiNiO ₂ 。已知 LiNiO ₂ 中 Li ^＋ 和 Ni ^{3 ＋} 均处于氧离子组成的正八面体体心位置，但处于不同层中。

（ 7 ）将化学计量的 NiO 和 LiOH 在空气中加热到 770 ℃可得 LiNiO ₂ ，试写出反应方程式。                          

（ 8 ）写出 LiNiO ₂ 正极的充电反应方程式。                                  

（ 9 ）锂离子完全脱嵌时 LiNiO ₂ 的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成 LiNi _{1 － y} Al _y O ₂ 。可防止理离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，为什么？

Answer 1

（ 1 ） 4 个 （ 2 ）（ 0 ， 0 ， 0 ），（ 0 ， 0 ， 1/2 ），（ 1/3 ， 2/3 ， 0 ），（ 2/3 ， 1/3 ， 1/2 ） （ 3 ） 2.27 g ・ cm － 3 （ 4 ）   （ 5 ）离子键或静电作用 （...